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这个功能让远程遥控挖掘机卸料一步到位

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“有了这个功能后,再也不用担心远程遥控挖掘机干活慢了。”

“挖掘机自动定点卸料,就不用担心矿卡发生侧翻了。”

“以前教徒弟苦口婆心,现在徒弟上手干活更快了!”

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是什么功能让挖掘机老司机泉哥赞不绝口?

在CCTV-10央视科教频道《创新进行时》节目《远程挖掘机》中,泉哥提到了这样一项“神奇”的技术——“一键卸料”,它可以让“让新手开出老司机的驾驶水平”!

纯远程遥控挖掘机 为何效率不高?

在我国大大小小的矿山之中,无数的工程机械设备游走于矿上矿下,为资源开采出着一份力。但工程机械设备在矿区作业,不仅环境恶劣,更存在着诸多安全隐患。为挖掘机装上远程遥控系统,实现“远程采矿”虽是一项很好解决矿区作业痛点的技术,但只具备远程遥控功能的挖掘机,容易受驾驶员个人经验、工作疲劳度等因素影响,难以保证一致的施工质量和较高的施工效率。

“当时我们在北京密云的一个矿山上做测试,挖掘机铲斗装满沙子后要倒进一个漏斗筛沙,但每次我操作铲斗卸沙时回转速度都不敢太快,一是因为对准卡车卸料时我需要不断调整、试探,去寻找更准确的卸料位置,这一过程中如果铲斗回转太快,就会造成沙子的大量外溢;二是如果我的铲斗回转速度太快,我担心它会触碰到卡车边缘,造成安全事故。

而铲斗卸料时的回转速度慢了之后,远程遥控挖掘机卸料的工作效率就大打折扣了。如果我操作真机,一天能装100车沙子的话,那远程遥控的挖掘机一天只能装70车。”在测试远程遥控挖掘机卸料时,泉哥曾提到这样一个困惑。

泉哥提到的现象引起了研发团队的重视,是什么原因导致了远程挖掘机卸料效率的低下?

原来,挖掘机装车卸料主要分为挖掘、旋转、卸料和复位这四个环节。测试中,研发团队发现旋转和卸料环节均存在较多的效率损失。

  • 旋转环节,操作手担心铲斗触碰卡车等原因,铲斗回转速度过慢 ;
  • 卸料环节,操作手通过2D屏幕操控挖掘机时,无法感知作业现场的3D景深从而导致了信息的缺失,无法判断作业距离及深度等细节,操作手感觉到达卸料点后,会先漏一点点料,看看位置是否准确,再正式翻斗卸料,这无疑浪费了大量的时间,更因为撒料导致需要花更多的时间来收拾场地。
  • 此外,由于矿用挖掘机体积庞大,挖机在回转时由于运动惯性,往往需要有经验的老司机提前进行降速操作,才能到达准确的卸料点。同时,挖掘机的转台最快角速度为50°/s,延时每增加100毫秒,角度就会多转5°,以36吨挖掘机为例,卡车到转台中心距离8m左右计算,挖斗的停铲位置会产生超过半米的偏差。这导致在挖掘机旋转卸料时,需要对时间的把控足够精准,才能在短暂的时间里找准卸料的最佳位置,完成装装车工作。

一键卸料 提升远程遥控挖掘机工作效率

发现问题之后,拓疆者研发团队首先试图从优化技术的角度,让操作员戴上3D眼镜或使用VR头盔等辅助工具,以便能更加准确地观察施工现场的画面。

“但是挖掘机卸料时需要不断回转,戴上3D眼镜或者使用VR头盔不超过五分钟,我就觉得头晕目眩。”显然,上述两种方式并不理想。

随后,研发团队决定不再纠结于画面视线的问题,同时他们从“快递分拣机器人”事件中得到启发:能不能将远程遥控的挖掘机看成一个机械臂,实现其定点自动化,一键卸料,同时进一步通过卡车的位置定位,让挖掘机准确识别卡车边框,完成卸料点的自动识别呢?

说干就干!在经过多次研发和反复测试后,拓疆者的工程师们最终采用机器人的感知、规划与执行技术,通过作业装置的控制,实现辅助驾驶以提高单机作业效率的“一键卸料”功能被开发了出来。

该功能只需操作员在完成挖掘动作后,按下“一键卸料”按钮,设备就能自动回转至卡车上方卸料点,操作手可直接翻斗卸料,且能保证每次卸料的位置都落在卡车正中央,这样不论司机空间感好与坏、是否疲惫,在这个环节上都保证了远程遥控挖掘机在卸料作业时的高效和安全。

有了这一功能,在同一条件下,远程驾驶员单斗挖装循环耗时小于20秒,消除了挖斗和卡车之间碰撞的风险,保证了连续作业的质量,且由于自动化算法的本地部署,无需考虑系统延时,可以又快又准地完成装车旋转和卸料的动作

纯远程遥控卸料vs一键卸料功能

要效率更要安全 一键卸料让施工安全有保障

好的产品靠质量说话,好的技术靠客户来评价。“一键卸料” 功能被开发出来后,其优势陆续被客户在实际工作中验证。

霍林河1427号电铲负责人王机长在使用了一键卸料功能后表示:

“以前教徒弟卸料时,我会反复告诫他们,卸料位置一定要找准,可以在装完后看卡车是上下晃还是左右晃,上下晃就不偏,左右晃就偏了,需要下一铲做补偿。这个功夫是需要长时间的工作积累,让身体形成肌肉记忆练就的。

并且我也会一直强调,工作要有责任心,哪怕有时候连续工作了十几个小时,感觉很累,也要认认真真的把料装好,满足标准。不然因为自己懈怠,矿卡装偏了发生侧翻,造成车毁人亡的事故,就出大事了。”

为何新手司机很难练就老司机的卸料水平?

因为老司机之所以能把握准确卸料的最佳位置,是其通过经年累月、长期的工作实践总结得出的经验。且短时间内,新手司机的技能很难练得炉火纯青,对空间感的准确把握也不是一蹴而就的。

同时,老司机在培训徒弟时,虽然已经告诉他们可以通过观察矿卡的偏斜方向,来判断卸料位置是否准确,以及如果矿卡倾斜后又该如何在下一铲做出“补偿”,但个人空间感的差异及尘土飞扬的工作现场都会影响其准确的判断能力。加之司机连续工作之后可能身体已经极其疲劳,再无精力去观察卸料时矿卡是否倾斜。

然而有了一键卸料功能的加持,新手只须操作一个按钮,铲斗卸料就能准确的落在矿卡车厢的正中间,从而从源头上杜绝了矿卡装偏而埋下的安全隐患

人与人工智能的完美配合

拓疆者“一键卸料”功能是对老司机经验的复制,不仅提升了挖掘机装车卸料的工作效率,更极大地杜绝了由挖掘机卸料装车带来的安全隐患,相信随着这一功能在更多远程遥控挖掘机上的使用,远程遥控挖掘机的实际应用价值也将得到进一步提升。


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关键词: 远程遥控 遥控挖掘机 自动化功能 一键卸料
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